黑马程序员 _Java中的进程、线程和多线程
一、进程:进程就是一个正在执行的程序。
二、线程:线程是进程执行的一条线索或路径。进程中至少有一个线程存在。
三、多线程:顾名思义,一个进程中的多个线程。
线程的开始:当要运行一个程序时,JVM首先会找到main函数,然后从main函数开始执行(也就是说,程序是从main函数开始运行的),
此时,程序就成为一个进程,既然是进程肯定有线程的存在。此时的线程就是主线程,主线程会向下顺序执行代码。
如果程序中存在一个庞大的循环语句,主程序就会一直在这里运行,直到循环语句结束,下面的代码才能被执行到。
这可能要花费较长的时间,影响了程序运行的效率。所以,为了提高程序的效率,就引入了多线程。由主线程开辟另一个或多个线程,
让这些线程都去执行代码。
创建线程的两种方法:
一、1.定义一个类继承Thread,重写Thread中的run方法,run方法中存放自定义的要让该程序执行的代码。
2.用子类new一个线程对象,线程对象调用线程中的start方法,来开启线程。
class Demo extends Thread
{
public void run()
{
System.out.println("我要运行的代码");
}
}
class ThreadDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d=new Demo();
d.start();
}
}
二、1.实现Runnable接口,复写run方法。
2.用Thread来new一个线程对象,并将Runnable的子类对象传入Thread的构造方法中。
class Demo implements Runnable
{
public void run()
{
System.out.println("Hello World");
}
}
class ThreadDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Thread t=new Thread(new Demo());
t.start();
两种方法的比较:Java中的类只能继承一个类,第一种方法中,当Demo继承了Thread之后,就不能再继承其
他类,但Demo很有可能是另一个类的子类,这时就出现了局限。第二种方法中,Demo实现了接口Runnable,
同时还能成为其他类的子类,使用较多。
单核状态下,在某一时刻只有一个线程在运行。某一时刻可能有多个进程,每个进程中也可能有多个线程,CPU就在这
些线程间来回的切换,线程也只有在获得CPU的执行权时才能运行。
四、线程的四个运行状态:
1.运行:既有执行资格又有执行权。
2.堵塞(临时状态):有执行资格没有执行权。等待CPU的执行权,一旦获得就进入运行状态。
3.冻结:没有执行资格也没有执行权。CPU不会分配执行权给它,直到它被唤醒。
从运行状态进入冻结状态:sleep(time)或wait();
被唤醒:sleep的时间到或notify().
4.消亡:run方法结束,或stop()。
五、多线程的安全问题:
什么时候会出现线程安全问题?
满足3个条件时,会出现:
1.存在多个线程
2.多个线程共享数据(共享数据一般是成员变量,局部变量不是)。
3.操作共享数据的语句至少要有两条。
出现安全问题的原因:多个线程执行共享数据的代码块时,其中的一个线程还没有执行完代码块,另一个线程就开始执行代码块,
这会造成共享数据的错误。从而出现安全问题。
六、多线程安全问题的解决:同步。因为同步可以保证多线程代码只能被持有锁的线程运行,其它线程不能运行。
任意时刻,一个锁只能被一个线程拥有。
(持有锁的线程会在执行完多线程代码时释放锁,这样锁就能被其它线程拥有。)
1.同步代码块;将要同步的代码放synchronized中,并加锁。
synchronized(对象)//只要是个对象就行,这个对象就是锁
{
要被同步的代码;
}
2.同步函数:synchronized能将代码封装并同步,函数只能将代码封装,所以用synchronized修饰函数,让函数既能封装又能同步。
同步函数也有锁。非静态同步函数的锁是this,同步函数所属对象的引用;静态同步函数的锁是:类名.class,函数
所属类的字节码文件对象。
需注意的是:1.不需要同步的代码不要放入同步函数中。2.synchronized放在函数返回值类型前
public synchronized void show()
{
要被同步的代码;
}
找到 要被同步的代码 的方法:
1.先找到 多线程所有要运行的代码(可能是一个run方法被多个线程使用同,也可能是一个run方法只被其中的一个线程使用);
2.多线程的共享数据(一般成员变量都是);
3.多线程要运行的代码 中操作 共享数据 的代码就是 要被同步的代码。
注意:有时使用了同步仍然不成功,出现这种现象的原因可能是:需要被同步的代码可能放在程序的不同位置,有的代码要用到同步代码块,有的要用同步函数
那么怎么才能使同步成功?
1.首先判断要被同步的代码是否正确,确定所有要被同步的代码都被同步了。
2.同步代码块和同步函数中的锁是同一个锁,即必须是 多个线程使用同一个锁。。
七、同步时要避免的问题:死锁。
同步嵌套同步时会发生死锁。
if(flag)
{
while(true)
{
synchronized(Lock1)
{
System.out.println(".......");
synchronized(Lock2)
{
System.out.println("???????");
}
}
}
}
else
{
while(true)
{
synchronized(Lock2)
{
System.out.println(".......");
synchronized(Lock1)
{
System.out.println("???????");
}
}
}
}
当线程1满足if条件,只执行到 System.out.println("......."); 间片到了,线程2获取执行权,并满足else条件时,执行到一半,时间片也到了,
此时,线程一持有锁Lock1,线程二持有锁Lock2,都在等待对方执行完后释放锁,但是都无法执行完,这时就会形成死锁。
八、线程间通信;多个线程共享一段数据,但是对数据的操作不同。
等待唤醒机制:wait(); notify(); notifyAll();三个方法都是Object类中的方法,都用来操作持有锁的线程,所以都只能用于同步。
notify()方法,唤醒内存中等待线程池中的第一个在等待的线程。
方法的使用:1.这三个方法在使用时,都必须标明它们将要操作的线程持有的锁,
即lock.wait()、lock.notify()、lock.notifyAll()
2.等待和唤醒只能是同一个锁。即,只有同一个锁上的被等待线程,可以被同一个锁上的notify唤醒。
不可以对不同锁中的线程进行唤醒。
为什么三个方法都在Object中定义?
因为使用这三个方法在使用时,都通过锁来调用,而锁可以是任意对象,所以要定义到Object中。
一个生产者一个消费者:if notify
多个生产者多个消费者:while notifyAll
升级的多个生产者多个消费者,JDK1.5新特性:1.synchronized被Lock替代--->lock.lock()获取锁 lock.unlock()释放锁
2.wait、notify、notifyAll三个方法被Condition代替--->condition.await()等待,condition.signal()唤醒一个线程,condition.signalAll()唤醒所有线程。
通过不同的Condition实例condition_con.signal() condition_pro.signal(),可以实现 只唤醒消费者线程,旧方法只能唤醒所有线程。
获取Condition实例,用Lock中的方法,lock.newCondition();
停止线程:有两种方法--->run方法结束、stop()
stop方法已经过期,所以只能使run方法结束。
分析:程序中之所以使用多线程,通常是因为出现了较大的循环结构,即,多线程运行的代码通常是循环结构。
所以,只要控制住循环,就可以使run方法结束,也就结束了线程。使用标记。
特殊情况:当线程处于冻结状态(wait()了),就不会读取到标记,那么线程就无法结束。
这时,可以使用Thread中的interrupted()中断线程,中断线程是将线程从冻结状态强制恢复到运行状态,清除掉了冻结状态,这样就能继续读取标记。
九、Thread类中的几个方法
1.setDaemon():可以将线程标记为守护线程,该方法必须在启动线程前调用---->thread.setDaemon(); thread.start();
守护线程可以理解为后台线程,后台线程在开启之后会和前台线程共同抢占cup执行权,当所有前台线程都结束时,后台线程会自动结束。这样也可以实现停止线程。
2.join():等待该线程终止.当A线程执行了B线程的.join()方法时,A就会等待,等B线程都执行完,A才会执行。-->b.join();
若B线程执行到中间wait了,那么A就会一直等,这时可以使用b.interupt()强行使B线程切换到运行状态。
3.setPriority():设置线程的优先级。线程的优先级表示抢占CPU的频率,值越大优先级越高。共有10个等级,从1到10,所有线程默认的优先级是5。
Thread类中,1,5,10分别用静态常量表示:MIN_PRIORITY、MORM_PRIORITY、MAX_PRIORITY
使用--->thread.setPriority(MAX_PRIORITY); thread.setPriority(3);
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